電磁場(chǎng) 第二版（前六章） (鐘順時(shí) 著) 清華大學(xué)出版社 課后答案 習(xí)題答案 第6章 平面電磁波的反射與折射

課后答案網(wǎng)： 第 6章 平面電磁波的反射與折射 電場(chǎng)強(qiáng)度振幅為0m 的平面波由空氣垂直入射于理想導(dǎo)體平面。試求： (a)入射波的電、磁能密度最大值； (b)空氣中的電、磁場(chǎng) 強(qiáng)度 最大值； (c)空氣中的電、磁能 密度 最大值。 解 (a) 314 /104 2 7.4 31410427.4 (b) 1 (c) 313 /107 7 0 8.1 313 /107708.1 均勻平面從空氣垂直入射于一介質(zhì)墻上。在此墻前方測(cè)得的電場(chǎng)振幅分布 如題圖 6示，求： (a)介質(zhì)墻的 )1( ； (b)電磁波頻率 f。 解 (a) 9r (b) M H 平面波從空氣向理想介質(zhì)（ r =1， =0）垂直入射，在分界面上0E=16V/m，0H=m。試求： (a)理想介質(zhì)（媒質(zhì) 2）的 r ； (b)iE， tE， (c) 空氣中的駐波比 S。 解 (a) 25.6r (b) 0010 ,/28 11 10 16/(1222221111011222000(c) 當(dāng)均勻平面波由空氣向理想介質(zhì)（ 1r， =0）垂直入射時(shí)，有 96%的入射功率輸入此介質(zhì)，試求介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) r 。 解 25.2r 率為 30平面波從空氣向海水（ r =81， 1r ， =4/S/m）垂直入射。在該頻率上海水可視為良導(dǎo)體。已知入射波電場(chǎng)強(qiáng)度為 10mV/m，試求以下各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度： (a)空氣與海水分界面處； (b)空氣中離海面 ； (c)海水中離海面 。 解 (a) 0 (b) 202s i 10001 1111 (c） )8244 10面波透過一層玻璃（ r =9， 1r ）自室外垂直射入室內(nèi)，玻璃的厚度為 4外入射波場(chǎng)強(qiáng)為 2V/m，求室內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)。 解 課后答案網(wǎng)： 121 4 42 8 81 4 43 446 033 課后答案網(wǎng)： 子器件以銅箔作電磁屏蔽，其厚度為 300面波垂直入射時(shí)，透過屏蔽片后的電場(chǎng)強(qiáng)度和功率為入射波的百分之幾？衰減了多少 屏蔽片兩側(cè)均為空氣。） 解 1 32133 1 1 達(dá)天線罩用r= 10達(dá)發(fā)射的電磁波頻率為 其垂直入射于天線罩平面上。試計(jì)算其反射系數(shù) 。若要求無反射 ,天線罩厚度應(yīng)取多少 ? 解 11 % R 令 ,22 或 則 13 d 得 0 故可取 得 3 視臺(tái)發(fā)射的電磁波到達(dá)某電視天線處的場(chǎng)強(qiáng)用以該接收點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)表示為 00 ,)2( 已知0E=1mA/m，求： (a)電磁波的傳播方向 (b)0H； (c)平均功率流密度； (d)點(diǎn) P（ , ）處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度復(fù)矢量， 為電 磁波波長(zhǎng)。 解 (a) 52 (b) 377 5 6300 (c) 29 / (d) 0224 8 3604 8 330課后答案網(wǎng)： 一均勻平面波從空氣入射到 z=0 處理想導(dǎo)體表面，入射電場(chǎng)為 )/( )43( (a)確定波長(zhǎng) 和入射角1； (b)寫出反射波電場(chǎng)和磁場(chǎng)； (c)寫出空間合成電場(chǎng)瞬時(shí)式 )( 解 (a) mk i 2 s 11 (b) 3 600 134 43 (c) 3s 一均勻平面波由空氣向理想導(dǎo)體表面（ z=0）斜入射，入射電場(chǎng)為 )86()8( （ ） 求 ： (a)入射線傳播方向 (b)入射角i和常數(shù) C； (c)理想導(dǎo)體表面電流密度 解 (a) (b) iC=6 (c) 6 1 6 根據(jù)式（ 式（ 出平行極化波斜入射于理想導(dǎo)體表面時(shí)的下列參數(shù)： (a)合成磁場(chǎng)的零點(diǎn)和最大點(diǎn) z 值； (b)合成場(chǎng)的相速和能速； (c)導(dǎo)體表面的感應(yīng)電流面密度 解 ( a) 得 ,c c H 最大點(diǎn)為 : ,c os,c 11111 b) 11111 s i ns i n , 1111 11111112111011121120s i ns i nc o sc o o sc o ss i 可見 : 21(c) 11 垂直 極化波從空氣向一理想介質(zhì)（r=4，r=1）斜入射，分界面為平面，入射角為 60 ，入射波電場(chǎng)強(qiáng) 度為 5V/m，求每單位面積上透射入理想介質(zhì)的平均功率。 解 2/0 1 1 均勻平面波從空氣入射到 r =r =1 的介質(zhì)表面（ z=0 平面），入射電場(chǎng)強(qiáng)度為（參看例 )(0)2( 試求： (a)入射波磁場(chǎng)強(qiáng)度； (b)反射波電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度； (c)反射波是什么極化波？ 解 (a) 002(b) c) 反射波 電場(chǎng)的 量落后 分量 90且大小不相等，所以 反射波是右旋橢圓極化波 90 角反射器如 題 圖 6示。 它由二正交 的導(dǎo)體平面構(gòu)成。一均勻平面波以 角入射， 其電場(chǎng)強(qiáng)度為 )o s(0 試證合成電場(chǎng)為 )s )c o ss 4 0 平面波垂直入射于直角等腰三角形棱鏡的長(zhǎng)邊，并經(jīng)反 課后答案網(wǎng)： 射而折回，如 題 圖 6示。棱鏡材料r=4，問反射波功 率占入射波功率的百分比多大？若棱鏡置于1r=81 的水 中，此百分比又如何？ 解 (a) %79b) 棱鏡置于水中 : 垂直極化波 %8.9%7.2一光束自空氣以1=45 入射到r=4，厚 5玻璃板上，從另一側(cè)穿出，如 題 圖 6示。求： (a)光束穿入點(diǎn)與穿出點(diǎn)間的垂直距離 (b)光束的橫向偏 移量 (c)透過玻璃的功率占入射功率的百分比。 題圖 6光入射于玻璃板 解 (a) (b) (c)垂直極化波 % %線極化平面波由自由空間入射于 r =4， r =1 的介 質(zhì)分界面。若入射波電場(chǎng)與入射面夾角是 45 ，試問： (a)入射角i=？ 時(shí)反射波只有垂直極化波？ (b)此時(shí)反射波的實(shí)功率是入射波的百分之幾？ 解 入射波電場(chǎng)可分解為垂直極化和平行極化兩個(gè)分量 ,二者大小相等 . (a) i(b) %18課后答案網(wǎng)： 0 一均勻平面波自空氣入射于 z=0 處的r=9，r=1 理想介質(zhì)表面，入射電場(chǎng)為 2/)3(02)3( 求： (a)入射波傳播方向射角i、折射角2； (b)入射波磁場(chǎng)強(qiáng)度算出分界面上單位面積反射功率占入射功率的百分比； (c)欲使分界面上單位面積的反射功率百分比為零， 應(yīng)如何選擇入射角 ？ (d)試證明該入射角時(shí)分界面上單位面積的透射功率百分比 為 100%。 解 (a) 23 301 (b) 2310 , 3771 230/23 R % (c) 質(zhì)（棒）波導(dǎo)如 題 圖 6示。為使以任意角 入射到端面上的電磁波都約束在介質(zhì)區(qū)域內(nèi)傳播，應(yīng)如何選取 r ？ 題圖 6介質(zhì)波導(dǎo) 解 取 2r 證明：當(dāng)垂直極化波從空氣斜入射到鐵磁媒質(zhì)（r 00 , ）平面上時(shí)，存在一個(gè)無反射的布儒斯特角 1 r 但若平行極化波斜入射到鐵磁媒質(zhì)平面上，則總有反射。 面波從空氣以 60 入射角射入一均勻電離層上，該電離層的臨界頻率為面為 其法向?yàn)?向電離層里面。求： 課后答案網(wǎng)： 1 (a)對(duì)垂直極化波和對(duì)平行極化波的反射系數(shù) R ， R/； (b)對(duì)垂直極化波，求出空氣中和電離層中的電場(chǎng)強(qiáng)度，并畫出其振幅 |E|隨 (c)以 60 入射角